提高循环水浓缩倍率的措施①

李树彬 孟令辉 王光春

摘 要：循环水系统作为降低工业生产用水成本与保护环境的重要方式，是当前社会重点关注的内容。循环水浓缩倍率是重要的经济指标，对循环水系统运行产生了至关重要的影响。针对目前循环水补水为矿井水，水质较差，导致循环水水质恶化的情况，提出合理化的水处理措施，避免了系统腐蚀、结垢的风险，浓缩倍数由2.3提高到目前的4倍。

关键词：循环水补水 循环水水质 无阀过滤器

中图分类号：TM2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（a）-0095-02

1 循环水系统现状分析

循环水浓缩倍数是控制循环水系统运行的一个重要经济指标。提高循环水浓缩倍数，既可以降低补水量，也可以减少排污量，对降低生产用水成本，保护环境，有着非常重要的意义。

开元生化有限公司循环水系统属于敞开式系统，系统目前的循环量为6000m3/h，保有水量为5000 m3/h。循环水补水自7月底开始，由河水改为矿井水，水质较差，水系统浓缩倍数规定是 2.5倍，但实际运行约 2.3 倍，目前已经运行三个月。在这个浓缩倍数下，系统的补水量和排污量较高。由于循环水中溶解的杂质太多，运行过程循环水经过不断地循环、浓缩，导致循环水的碱度、钙硬增加，增加了系统腐蚀、结垢的风险。循环水补水和循环水水质数据如表1。

上图可以看出，钙硬度加碱度大于1100ppm，已经超GB50050-2007的标准。因此，必须采取有效措施完善循环水系统，既能改善水质，又能提高浓缩倍率。

2 提高浓缩倍率的有效措施

2.1 改善循环水补水的硬度

我们从图1可知：补充水的硬度对系统的结垢情况和腐蚀情况有着重要的影响。硬度太高会加重系统结垢情况，相反硬度太低会加重系统腐蚀情况。因此，综合考虑补充水的硬度，根据水质数据，基于目前的补充水水质， 在工艺不变的条件下，采用非常成熟的纯碱/石灰法降低补充水的硬度。将液碱改为熟石灰 ，吨水剂量在300～400ppm 之间。并在原水池加入碳酸钠，吨水剂量在100～200ppm之间。以CaCO3 计，原水钙硬度可控制在200ppm 以下；以Ca计，原水钙硬度控制在约 80ppm。

2.2 加酸调节循环水的pH

公司使用的是浓硫酸自动加药系统调节循环水的PH，PH值控制范围在7.8—8.2之间。通过浓硫酸的加入，进一步降低循环水中碳酸盐硬度，把循环水中碳酸盐硬度转化为非碳酸盐硬度，反应是：

Ca（HCO3）2+H2SO4 CaSO4+2CO2 +2H2O，

由于CaSO4的溶解度大大高于碳酸钙，所以可以防止结垢。

2.3 选择分散效果好的缓蚀阻垢剂

通过改善循环水补水硬度和在循环水中加酸可以进一步降低循环水补水的硬度。当循环水补水的硬度降低到150ppm（以碳酸钙计）以下时，再加强阻垢剂的分散性能。我们选用的药剂是低膦锌盐，先加入缓蚀阻垢剂A，再在高热负荷区域加入阻垢分散剂B，并配合活性溴杀菌方案进行处理，同时在高温季节，根据需要采用非氧化性杀菌剂。这样的药剂方案，可以在很大程度上降低系统的结垢和腐蚀风险，而且能很好地控制微生物的生长。缓蚀阻垢剂具有螯合性能、抑制性能和分散性能。螯合剂与阳离子形成螯合物或络合物，将金属离子封闭起来，阻止其与阴离子反应生成水垢，其结果是降低了水中游离的钙、镁离子的浓度，因此起到缓蚀阻垢的作用。而分散剂是一类阴离子型或非离子型高分子聚合物，它们吸附在晶核上，使晶核表面形成双电层，互相排拆，阻碍微粒相互接触，使其长时间分散于水中。所以本系统按水质的要求，减少系统结垢，选用了螯合性能、抑制性能及分散性能较强的阻垢剂。现场使用后，保证高硬、高碱水质浓缩后不在换热器表面结垢，具有较好的使用效果。

2.4 综合管理方面

（1）加强无阀过滤器的应用

无阀过滤器的作用一般是降低循环水中的浊度。根据循环水浊度的要求，部分循环水回水经过无阀过滤器处理后，再返回系统内。通过无阀过滤器，把循环水的浊度控制在20 mg/L以下。实际运行过程中，循环水的浊度控制在4～5mg/L之间。系统在低浊度下运行，不仅可以避免污垢沉积，而且不会影响阻垢剂的阻垢性能。所以，加强无阀过滤器的管理，确保循环水水质，也是提高浓缩倍率的重要措施之一。

（2）加强各装置循环水使用的管理，严禁私自排放循环水

生产运行部门对各装置循环水使用情况进行汇总，安装循环水流量表。同时加强管理考核，严禁私自排放循环水。如果有装置或设备不运行长期不运行的情况，必须使用循环水冲洗机封、管道，一定要通知生产部门，确保被污染的循环水不进入循环水回水系统。

（3）用水质比较好的深井水作为部分循环水的补水

采用深井水作为循环水的补水，深井水水质比循环水补水水质要好，各项分析指标都远远低于循环水补水水质。深井泵可以提供30m3/h的水量，这样每天可以减少720 m3的补充水量。

（4）严格控制循环水池液位

加强循环水池液位的管理，及时调整补水量与排污量，使水量达到平衡。把循环水池液位严格控制在约5米处，操作人员时刻关注水池液位，把液位控制在指标范围内。并且，在低压下对补水进行预处理时，给循环水泵加装变频器 ，从原来的间歇供水改为连续供水，保证水量稳定。

3 效益分析

在循环水量为6000m3/h、凉水塔进出口温差为6℃、凉水塔风吹损失水量以0.05%计、入塔空气干球温度为25℃的情况下，浓缩倍数由2.3倍提高到目前的4倍。（如表2）

備注：排污费和水资源费按照实际循环水补水量计算，排污费：2.56元/t，水资源费：0.31元/t，一年8000小时计。

4 结论

把循环水浓缩倍数提高到合适的范围内，既可以降低补充水量，又可以降低排污量，节约水处理药剂的消耗量，降低冷却水处理成本。

通过分析循环水系统存在的问题并加以解决，使循环水浓缩倍数达标。今后要在优化补充水水质、加强无阀过滤器和换热器的管理、监测和控制循环水水质上下功夫。对于超标项目，及时分析原因，采取相应措施对其处理，确保循环水的水质合格。

参考文献

[1] 程明杰，兴治家.火力发电厂水资源的合理利用[J].工业用水与废水， 1994（4）.

[2] 曾洋波.电厂循环冷却水加药控制的探讨[J].黑龙江科技信息，2007（12S）：23.